拉形是一种板材柔性成形方法,与其它成形方式相比,其成形的工件质量更好,机械强度更高。拉缸式拉形设备的结构复杂、效率低、板材的利用率低等缺点制约了其应用,因此对于新拉形设备的研究具有重要意义。推缸式拉形技术是一种新的板材柔性成形技术。推缸式拉形设备主要通过将拉缸式拉形设备的拉缸加载转变为推缸加载,利用液压缸无杆腔推力大的特点,增加了拉形设备的输出力,使用同样直径的液压缸实现大出力,实现板材的柔性拉形。利用可推液压缸(简称推缸)为主液压缸,可拉液压缸(简称拉缸)为方向控制液压缸,通过推缸和拉缸的自协调运动,带动一系列离散的夹钳给板材施加拉伸力和弯曲力矩,从而使板材发生塑性变形。本文利用数值仿真方法模拟推缸式拉形工艺,分析拉形过程中板材的应力应变分布,预测拉形时可能出现的缺陷,从而优化推缸式拉形工艺;分析推缸式拉形设备液压控制系统的性能,为推缸式拉形工艺的应用奠定了理论基础。本论文主要研究内容如下:(1)设计了一种推缸式拉形设备,对推缸式拉形设备夹钳的运动范围与拉缸式拉形设备进行了对比;对推缸式拉形过程和拉形时板材的力学行为进行了分析;推导了推缸式拉形过程中夹钳的加载轨迹,阐述了拉形时板材毛坯尺寸的选择原则。(2)根据推缸式拉形设备的工作原理和结构特点,设计了推缸式拉形设备的液压伺服控制系统。简要阐述了该液压伺服控制系统的工作原理,推导了液压伺服控制系统的数学模型及传递函数,使用零极点图、Nyquist曲线、Bode曲线和单位阶跃响应曲线研究了推缸式拉形设备液压控制系统的时域特性和频域特性;分析了推缸式拉形设备液压伺服控制系统的稳定性、正弦跟踪性能和动态响应特性。(3)在推缸式拉形设备的液压控制系统中,引入了PID控制和模糊PID控制。通过数值仿真分析了PID控制和模糊PID控制对推缸式拉形设备液压控制系统的动态响应特性、跟踪性能和抗干扰能力的影响;在模糊PID控制下,研究了推缸式拉形设备的单缸和多缸的运动性能。(4)建立了推缸式拉形设备的多体动力学模型和液压控制系统模型,对推缸式拉形的球形件和鞍形件的等效应力、等效应变以及推缸式拉形设备的输出力进行分析。(5)在推缸式拉形设备上进行鞍形件的拉形试验,对鞍形件的表面质量和尺寸精度进行分析。